Question

硫酸銅在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中都有重要的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問題：

（1）銅與濃硫酸共熱是制備硫酸銅的方法之一，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________。但該反應(yīng)生成的氣體污染環(huán)境。為避免環(huán)境污染，可在銅粉與稀硫酸的混合物中通入熱空氣，反應(yīng)的總化學(xué)方程式為____________________。

（2）將銅粉置于稀硫酸中不發(fā)生反應(yīng)，加入雙氧水，則銅粉可逐漸溶解。寫出反應(yīng)的離子方程式：____________________。

（3）將適量稀硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，通過蒸發(fā)、結(jié)晶可得到硫酸銅晶體。為了節(jié)約原料，H2SO4和HNO3的物質(zhì)的量之比最佳為________________。

（4）用惰性電極電解硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。圖乙是電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積V與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n（e－）的關(guān)系圖。

電解過程中，a電極的現(xiàn)象是______________；b電極的電極反應(yīng)式為____________________。

 

Answer 1

（1）Cu＋2H2SO4（濃）CuSO4＋SO2↑＋2H2O　2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O

（2）Cu＋H2O2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O

（3）3?2

（4）先有紅色固體析出，后有無色氣泡產(chǎn)生　4OH－－4e－=2H2O＋O2↑

點(diǎn)撥：本題考查銅及其化合物的性質(zhì)、電解規(guī)律等，意在考查考生對(duì)常見物質(zhì)性質(zhì)的掌握情況及運(yùn)用有關(guān)原理解決實(shí)際問題的能力。

【解析】（1）在熱空氣存在的情況下，銅相當(dāng)于被加熱，生成氧化銅，然后與稀硫酸反應(yīng)，此過程中不會(huì)產(chǎn)生污染性氣體。

（2）雙氧水有強(qiáng)氧化性，能將銅氧化為氧化銅。氧化銅能溶于稀硫酸，使反應(yīng)得以進(jìn)行�？偟幕瘜W(xué)方程式為Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O。

（3）3Cu＋8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，Cu（NO3）2＋H2SO4=CuSO4＋2HNO3（該反應(yīng)并不能直接發(fā)生，是為方便計(jì)算而寫出），兩式疊加消去Cu（NO3）2，得：3Cu＋3H2SO4＋2HNO3=3CuSO4＋2NO↑＋4H2O，因此H2SO4和HNO3的物質(zhì)的量之比最佳為3?2。

（4）由電流方向可知，b電極為陽(yáng)極，電極反應(yīng)式始終都是：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑。但圖中曲線的斜率有變化，說明起始階段陰極是Cu2＋放電生成銅，然后是H＋放電生成了氫氣。